2. Розглянемо загальний випадок, коли матриця P має s < n елементарних дільників різних ступенів, тобто коли не всі елементарні дільники є простими або ж всі вони не є простими. Нехай вони мають вигляд:
(2. 109)
причому серед
характеристичних чисел матриці P можуть бути рівні, а
і
є цілими
позитивними степенями. Згідно (2.41), матриця P перетворенням подоби
приводиться до квазідіагонального виду в нормальної жорданової формі:
(2. 110)
де (j
= 1,2,…,s) «нижні» жорданові клітки
-го порядку виду (2.40).
Тепер інтегральна матриця з урахуванням (2.59), (2.57) запишеться:
.
(2.111)
Після множення (2.111) ліворуч на матрицю виду
(2.107) одержуємо інтегральну матрицю:
(2.
112)
Обчислимо матрицю як складовий елемент
квазідіагональної матриці вираження (2.112). Розглянемо інтерполяційний
многочлен
для функції
,
визначений на спектрі матриці J. З огляду на (2.52) він має вигляд:
.
Тоді, згідно (2.55) і з урахуванням ,
знаходимо:
(2.113)
З огляду на вираз (2.113) і поклавши запишемо
обчислену матрицю у вигляді:
. (2.114)
Зокрема, при буде мати:
Трикутна матриця (2.114) має цікаву особливість щодо коефіцієнтів при в елементах її рядків. Зазначені вище
коефіцієнти всіх верхніх рядків можна одержати послідовним диференціюванням
коефіцієнтів в елементах останнього рядка.
Розглянемо тепер інтегральну матрицю (2.112) з урахуванням виду (2.114)
кліток квазідіагональної матриці й постійної матриці виду (2.107). Очевидно
вона буде матрицею n-го порядку, що складає з S груп, що відповідають кліткам
квазідіагональної матриці, і утримуючої в кожній групі відповідно розв'язань. Кожна j-я група (j =
1,2,...,s) має наступну структуру:
(2. 115)
У силу відзначеної особливості коефіцієнтів при трикутної
матриці (2.114) кожна група рядків інтегральної матриці n-го порядку володіє
тим же властивістю щодо коефіцієнтів при
своїх
елементів. Тому всі розв'язання кожної групи (8.115), що утворять у них
рядків, утворюються із останніх розв'язань
у групах послідовним диференціюванням коефіцієнтів при
,
що мають вид поліномів степенів не вище
. Але
серед цих коефіцієнтів розв'язань, що перебувають в останніх рядках кожної
групи, найдеться, принаймні, один, що має степінь, рівний
, де
–
степінь елементарного дільника, що відповідає характеристичному числу
.
Із установленої структури інтегральної матриці (фундаментальної системи
розв'язань), що складає з s груп розв'язань однакової структури, можна одержати
вид розв'язань, що відповідають характеристичному числу різної кратності.
Нехай – характеристичне число кратності
і йому відповідає лише один елементарний
дільник
що можливо, коли матриця n-го порядку
має ранг
Тоді
цьому характеристичному числу
буде відповідати одна
група розв'язань виду (2.115).
Припустимо тепер, що для характеристичного числа кратності
матриця
має ранг
де
. Тоді числу
відповідає
k елементарних дільників
(2. 116)
причому . Тоді такому кратному характеристичному
числу
буде відповідати k груп розв'язань виду
(2.115), що містять відповідно
розв'язань (
в (2.115) потрібно замінити на
(i = 1,2,…,k))...
Зокрема, якщо , те характеристичному числу
кратності k відповідає k простих
елементарних дільників
,
а, отже, і k розв'язань
такого ж типу, як й у випадку простого характеристичного числа (з постійними
коефіцієнтами при ).
У всіх випадках розглянутих вище, характеристичному числу кратності
буде
відповідати
лінійно незалежних розв'язань, що утворять
одну або трохи (не більш
) груп виду (2.115).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.